(57)【要約】  本発明は、通常燃焼又は低温燃焼のいずれかの燃焼状態を運転領域に応じて選択する内燃機関において、低温燃焼時の過渡運転時におけるスモークの発生量を抑制することを目的とする。本発明では、低温燃焼時に、スモークの発生量が許容範囲内となる吸入空気量の上限値を設定し、過渡運転時においても、吸入空気量が該上限値を超えないように吸気のＥＧＲ率を制御する。
2011055435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気をＥＧＲガスとして吸気系に導入するＥＧＲ装置を備え、
吸気のＥＧＲ率をスモークの発生量が最大となる割合よりも高くすることで行なわれる低温燃焼又は通常燃焼のいずれかの燃焼状態を運転領域に応じて選択する内燃機関のＥＧＲ制御システムであって、
内燃機関の燃焼状態が低温燃焼であるときに、スモークの発生量が許容範囲内となる内燃機関の吸入空気量の上限値を機関負荷に応じて設定する上限空気量設定手段と、
内燃機関の燃焼状態が低温燃焼であって、内燃機関の運転状態が過渡運転であるときに、内燃機関の吸入空気量が前記上限空気量設定手段によって設定された上限値以下となるように、前記ＥＧＲ装置によって吸気系に導入されるＥＧＲガス量を制御することで吸気のＥＧＲ率を制御するＥＧＲ率制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御システム。
【請求項２】
内燃機関の吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段をさらに備え、
内燃機関の燃焼状態が低温燃焼であって、前記吸気圧力検出手段によって検出された吸気圧力が目標吸気圧力よりも高いときに、前記目標ＥＧＲ率制御手段による吸気のＥＧＲ率の制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ制御システム。
【請求項３】
内燃機関の混合気の空燃比を取得する空燃比取得手段をさらに備え、
低温燃焼時は混合気の空燃比を所定空燃比よりも低く制御し、通常燃焼時は混合気の空燃比を前記所定空燃比よりも高く制御し、
前記空燃比取得手段によって取得された混合気の空燃比が前記所定空燃比より低いときに、前記上限空気量設定手段によって内燃機関の吸入空気量の上限値を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のＥＧＲ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常燃焼又は低温燃焼のいずれかの燃焼状態を運転領域に応じて選択する内燃機関のＥＧＲ制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関から排出されるＮＯｘを低減するために、内燃機関の排気をＥＧＲガスとして吸気系に導入する技術が知られている。また、吸気のＥＧＲ率（吸気の総量に対するＥＧＲガス量の割合）をスモークの発生量が最大となる割合よりも高くすることでスモークの発生量を抑制する燃焼状態である低温燃焼を所定の運転領域で行う技術も知られている。【０００３】
特許文献１には、通常燃焼と低温燃焼とを選択的に切り替える内燃機関において、燃焼モードの切替時は、目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との偏差に対するＥＧＲ弁開度の変化率を燃焼モード切替時以外の通常のＥＧＲ率制御時に比して増大させる技術が開示されている。【０００４】
また、特許文献２には、ＮＯｘ還元時において、ＮＯｘ触媒の温度が所定温度以上の場合は、内燃機関における燃焼状態を低温燃焼としつつＮＯｘ触媒の周囲雰囲気の空燃比を目標空燃比まで低下させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０９０２７９号公報
【特許文献２】特開２００９−１２１２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、通常燃焼又は低温燃焼のいずれかの燃焼状態を運転領域に応じて選択する内燃機関において、低温燃焼時の過渡運転時におけるスモークの発生量を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、低温燃焼時に、内燃機関の吸入空気量の上限値を設定し、過渡運転時においても、吸入空気量が該上限値を超えないように吸気のＥＧＲ率を制御する。【０００８】
より詳しくは、内燃機関のＥＧＲ制御システムは、
内燃機関の排気をＥＧＲガスとして吸気系に導入するＥＧＲ装置を備え、
吸気のＥＧＲ率をスモークの発生量が最大となる割合よりも高くすることで行なわれる低温燃焼又は通常燃焼のいずれかの燃焼状態を運転領域に応じて選択する内燃機関のＥＧＲ制御システムであって、
内燃機関の燃焼状態が低温燃焼であるときに、スモークの発生量が許容範囲内となる内燃機関の吸入空気量の上限値を機関負荷に応じて設定する上限空気量設定手段と、
内燃機関の燃焼状態が低温燃焼であって、内燃機関の運転状態が過渡運転であるときに、内燃機関の吸入空気量が前記上限空気量設定手段によって設定された上限値以下となるように、前記ＥＧＲ装置によって吸気系に導入されるＥＧＲガス量を制御することで吸気のＥＧＲ率を制御するＥＧＲ率制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする。【０００９】
低温燃焼時においては、吸入空気量が過剰に多くなると、燃焼温度が上昇するためにスモークの発生量が増加する。また、過渡運転時において、吸気のＥＧＲ率を定常運転時と同一の値とすると、吸入空気量が過剰に多くなる虞がある。【００１０】
本発明においては、低温燃焼時における、スモークの発生量が許容範囲内となる吸入空気量の上限値吸が上限空気量設定手段によって設定される。そして、低温燃焼時に過渡運転となったときは、吸入空気量が該上限値以下となるように、吸気のＥＧＲ率が制御される。そのため、低温燃焼時の過渡運転時において、吸入空気量が過剰に多くなることが抑制される。その結果、低温燃焼時の過渡運転時におけるスモークの発生量を抑制することができる。【００１１】
内燃機関の吸排気系に過給機が設けられており、減速運転時に過給遅れが生じた場合等、内燃機関の機関負荷等に応じて設定された目標吸気圧力よりも実際の吸気圧力が高くなる場合がある。このような場合、吸入空気量が過剰に多い状態となり易い。【００１２】
そこで、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ制御システムは、内燃機関の吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段をさらに備えてもよい。そして、内燃機関の燃焼状態が低温燃焼であって、吸気圧力検出手段によって検出された吸気圧力が目標吸気圧力よりも高いときに、上記のようなＥＧＲ率制御手段による吸気のＥＧＲ率の制御を行なってもよい。【００１３】
本発明に係る内燃機関のＥＧＲ制御システムでは、低温燃焼時には混合気の空燃比を所定空燃比よりも低く制御し、通常燃焼時には混合気の空燃比を該所定空燃比よりも高く制御してもよい。このとき、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ制御システムが、内燃機関の混合気の空燃比を取得する空燃比取得手段をさらに備えている場合、該空燃比取得手段によって取得された混合気の空燃比が所定空燃比より低いときに、上限空気量設定手段によって内燃機関の吸入空気量の上限値を設定してもよい。【００１４】
尚、ここでの所定空燃比は、スモークの発生量が最大となる混合気の空燃比であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、低温燃焼時の過渡運転時におけるスモークの発生量を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】通常燃焼が行なわれる運転領域と低温燃焼が行なわれる運転領域とを示す図である。
【図３】吸気のＥＧＲ率とスモークの発生量との関係を示す図である。
【図４】通常燃焼時であって機関負荷が所定の機関負荷であるときの吸入空気量とスモークの発生量との関係を示す図である。
【図５】低温燃焼時であって機関負荷が所定の機関負荷であるときの吸入空気量とスモークの発生量との関係を示す図である。
【図６】実施例１に係るＥＧＲ制御のフローを示すフローチャートである。
【図７】混合気の空燃比とスモークの発生量との関係を示す図である。
【図８】実施例２に係るＥＧＲ制御のフローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１８】
＜実施例１＞
本発明の実施例１について図１〜６に基づいて説明する。【００１９】
（内燃機関およびその吸排気系の概略構成）
図１は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は４つの気筒２を有する車両駆動用のディーゼルエンジンである。各気筒２には該気筒２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁３が設けられている。【００２０】
内燃機関１には、インテークマニホールド５およびエキゾーストマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド５には吸気通路４が接続されている。エキゾーストマニホールド７には排気通路６が接続されている。吸気通路４にはターボチャージャ８のコンプレッサ８ａが設置されている。排気通路６にはターボチャージャ８のタービン８ｂが設置されている。【００２１】
吸気通路４におけるコンプレッサ８ａよりも上流側にはエアフローメータ１４が設けられている。吸気通路４におけるコンプレッサ８ａよりも下流側にはスロットル弁９が設けられている。排気通路６におけるタービン８ｂよりも下流側には、パティキュレートフィルタや吸蔵還元型ＮＯｘ触媒等によって構成される排気浄化装置１０が設けられている。【００２２】
インテークマニホールド５には、吸気圧力（過給圧）を検出する吸気圧センサ２３及び吸気の酸素濃度を検出するＯ２センサ２４が設けられている。尚、本実施例においては、吸気圧センサ２３が本発明に係る吸気圧力検出手段に相当する。【００２３】
内燃機関１の吸排気系にはＥＧＲ装置１１が設けられている。ＥＧＲ装置１１は、ＥＧＲ通路１２及びＥＧＲ弁１３を備えている。ＥＧＲ通路１２は、その一端がエキゾーストマニホールド７に接続されており、その他端が吸気通路４におけるスロットル弁９よりも下流側に接続されている。ＥＧＲ弁１３は、ＥＧＲ通路１２に設けられており、ＥＧＲ通路１２を通ってエキゾーストマニホールド７から吸気通路４に導入されるＥＧＲガス量を制御する。【００２４】
以上述べたように構成された内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されている。ＥＣＵ２０には、エアフローメータ１４、吸気圧センサ２３、Ｏ２センサ２４、クランクポジションセンサ２１及びアクセル開度センサ２２が電気的に接続されている。これらの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。クランクポジションセンサ２１は、内燃機関１のクランク角を検出するセンサである。また、アクセル開度センサ２２は、内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出するセンサである。【００２５】
また、ＥＣＵ２０には、燃料噴射弁３、スロットル弁９及びＥＧＲ弁１３が電気的に接続されている。ＥＣＵ２０によってこれらが制御される。【００２６】
（燃焼状態の制御）
次に、本実施例に係る内燃機関の燃焼状態の制御について図２及び３に基づいて説明する。本実施例に係る内燃機関１では、通常燃焼又は低温燃焼のいずれかの燃焼状態が運転領域に応じて選択され実行される。図２は、通常燃焼が行なわれる運転領域と低温燃焼が行なわれる運転領域とを示す図である。図２において、横軸は内燃機関１の機関回転速度Ｎｅを表しており、縦軸は内燃機関の機関負荷Ｑｅを表している。また、図２において、斜線で示す領域Ａが、低温燃焼が行なわれる低温燃焼領域を示しており、領域Ａ以外の領域Ｂが、通常燃焼が行なわれる通常燃焼領域を示している。【００２７】
図３は、内燃機関１における、吸気のＥＧＲ率とスモークの発生量との関係を示す図である。図３において、横軸は吸気のＥＧＲ率Ｒｅｇｒを表しており、縦軸はスモークの発生量Ｑｓｍｏｋｅを表している。図３に示すように、通常燃焼時においては、吸気のＥＧＲ率をスモークの発生量が最大となる割合よりも低い値に制御することで、スモークの発生量を抑制する。一方、低温燃焼時においては、吸気のＥＧＲ率をスモークの発生量が最大となる割合よりも高い値に制御することで、スモークの発生量を抑制する。【００２８】
尚、各燃焼状態での目標ＥＧＲ率は、各燃焼状態下での内燃機関１の運転状態に応じてスモークの発生量が許容範囲内となるように設定される。吸気のＥＧＲ率の制御は、吸気通路４に導入されるＥＧＲガス量をＥＧＲ弁１３によって制御することで実現することができる。また、本実施例においては、Ｏ２センサ２４によって検出される吸気の酸素濃度に基づいて吸気のＥＧＲ率を算出することができる。そして、算出されたＥＧＲ率に基づいてＥＧＲ弁１３の開度をフィードバック制御することで、吸気のＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に制御することができる。【００２９】
（過渡運転時のＥＧＲ制御）
次に、本実施例に係る過渡運転時のＥＧＲ制御について説明する。内燃機関１の機関負荷が増加又は減少する過渡運転時は過給遅れが生じる場合がある。機関負荷が増加する加速運転時に過給遅れが生じると、吸入空気量の増加に遅れが生じる。この場合、機関負荷に対する目標ＥＧＲ率を定常運転時と同一の値として吸気のＥＧＲ率を制御すると、機関負荷に対する吸入空気量が定常運転時に比べて少ない量となる。一方、機関負荷が減少する減速運転時に過給遅れが生じると、吸入空気量の減少に遅れが生じる。この場合、機関負荷に対する目標ＥＧＲ率を定常運転時と同一の値として吸気のＥＧＲ率を制御すると、機関負荷に対する吸入空気量が定常運転時に比べて多い量となる。【００３０】
ここで、内燃機関１の燃焼状態が通常燃焼の場合又は低温燃焼の場合それぞれにおける吸入空気量とスモークの発生量との関係について図４及び５に基づいて説明する。図４及び５において、横軸は吸入空気量Ｑａｉｒを表しており、縦軸はスモークの発生量Ｑｓｍｏｋｅを表している。【００３１】
図４は、通常燃焼時であって内燃機関１の機関負荷が所定の機関負荷であるときの吸入空気量とスモークの発生量との関係を示す図である。図４に示すように、通常燃焼時は、吸入空気量がある程度より少なくなると、燃料の燃焼が不十分となり、スモークの発生量が急激に増加する。そのため、通常燃焼時に、加速運転となり、上記のように吸入空気量の増加に遅れが生じると、機関負荷に対する吸入空気量が不足することで、スモークの発生量が過剰に増加する虞がある。【００３２】
そこで、通常燃焼時においては、内燃機関１の吸入空気量の下限値Ｑａｍｉｎを設定する。この通常燃焼時における吸入空気量の下限値Ｑａｍｉｎは、スモークの発生量が許容範囲内となる吸入空気量の下限値であり、内燃機関１の機関負荷に応じて設定される値である。そして、通常燃焼時に、加速運転となり、吸入空気量が該下限値Ｑａｍｉｎより少ない量となった場合、吸気の目標ＥＧＲ率の設定値をより低下させる。これによって吸気通路４に導入されるＥＧＲガス量を減少させることで、吸入空気量を下限値Ｑａｍｉｎ以上に増加させる。その結果、スモークの発生量が過剰に増加することが抑制される。【００３３】
図５は、低温燃焼時であって内燃機関１の機関負荷が所定の機関負荷であるときの吸入空気量とスモークの発生量との関係を示す図である。図５に示すように、低温燃焼時は、通常燃焼時とは逆に、吸入空気量がある程度より多くなると、燃焼温度の上昇に起因して、スモークの発生量が急激に増加する。そのため、低温燃焼時に、減速運転となり、上記のように吸入空気量の減少に遅れが生じると、機関負荷に対する吸入空気量が過剰に多くなり、スモークの発生量が過剰に増加する虞がある。【００３４】
そこで、低温燃焼時においては、内燃機関１の吸入空気量の上限値Ｑａｍａｘを設定する。この低温燃焼時における吸入空気量の上限値Ｑａｍａｘは、スモークの発生量が許容範囲内となる吸入空気量の上限値であり、内燃機関１の機関負荷に応じて設定される値である。そして、低温燃焼時に、減速運転となり、吸入空気量が該上限値Ｑａｍａｘより多い量となった場合、吸気の目標ＥＧＲ率の設定値をより上昇させる。これによって吸気通路４に導入されるＥＧＲガス量を増加させることで、吸入空気量を上限値Ｑａｍａｘ以下に減少させる。その結果、スモークの発生量が過剰に増加することが抑制される。【００３５】
尚、通常燃焼時における吸入空気量の下限値Ｑａｍｉｎ及び低温燃焼時における吸入空気量の上限値Ｑａｍａｘは、それぞれの燃焼状態であることを条件として設定される値であり、単なる数値の大きさとしては通常燃焼時における吸入空気量の下限値Ｑａｍｉｎの方が低温燃焼時における吸入空気量の上限値Ｑａｍａｘよりも大きい値である。【００３６】
（ＥＧＲ制御フロー）
ここで、本実施例に係るＥＧＲ制御のフローについて図６に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって所定の間隔で繰り返し実行される。【００３７】
本フローでは、先ずステップＳ１０１において、内燃機関１の燃焼状態が低温燃焼であるか否かが判別される。ここでは、例えば、内燃機関１の運転状態が属する運転領域が図２に示す領域Ａであるか否かに基づいて、内燃機関１の燃焼状態が低温燃焼であるか否かが判別されてもよい。ステップＳ１０１において肯定判定された場合、次にステップＳ１０２の処理が実行される。一方、ステップＳ１０１において否定判定された場合、内燃機関１の燃焼状態は通常燃焼であると判断され、次にステップＳ１０７の処理が実行される。【００３８】
ステップＳ１０２においては、吸気圧センサ２３によって検出される吸気圧力Ｐｉｎが目標吸気圧力Ｐｉｎｔより大きいか否かが判別される。ここで、目標吸気圧力Ｐｉｎｔは内燃機関１の機関負荷等に応じて予め定められた値である。ステップＳ１０２において肯定判定された場合、内燃機関１が減速運転中であり、吸気圧力の減少、即ち吸入空気量の減少に遅れが生じていると判断できる。この場合、次にステップＳ１０３の処理が実行される。一方、ステップＳ１０２において否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。【００３９】
ステップＳ１０３においては、現時点の機関負荷に対応した、低温燃焼時における吸入空気量の上限値Ｑａｍａｘが設定される。該吸入空気量の上限値Ｑａｍａｘと機関負荷との関係は実験等に基づいて予め求められており、ＥＣＵ２０にマップ又は関係式として記憶されている。尚、本実施例においては、該ステップＳ１０３の処理を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る上限空気量設定手段に相当する。【００４０】
次に、ステップＳ１０４において、エアフローメータ１４によって検出される吸入空気量Ｑａｉｒが、ステップＳ１０３にて設定された吸入空気量の上限値Ｑａｍａｘよりも多いか否かが判別される。ステップＳ１０４において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０５の処理が実行され、否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。【００４１】
ステップＳ１０５においては、目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒｔの設定値が上昇される。【００４２】
次に、ステップＳ１０６において、吸気のＥＧＲ率がステップＳ１０５にて上昇された目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒｔとなるように、ＥＧＲ弁１３の開度が大きくされることで、吸気通路４に導入されるＥＧＲガス量Ｑｅｇｒが増加される。【００４３】
その後、ステップＳ１０４の処理が再度実行され、吸入空気量Ｑａｉｒが上限値Ｑａｍａｘ以下となると本フローの実行が一旦終了される。【００４４】
一方、ステップＳ１０７においては、吸気圧センサ２３によって検出される吸気圧力Ｐｉｎが目標吸気圧力Ｐｉｎｔより小さいか否かが判別される。ここでの目標吸気圧力Ｐｉｎｔも内燃機関１の機関負荷等に応じて予め定められた値である。ステップＳ１０７において肯定判定された場合、内燃機関１が加速運転中であり、吸気圧力の増加、即ち吸入空気量の増加に遅れが生じていると判断できる。この場合、次にステップＳ１０８の処理が実行される。一方、ステップＳ１０７において否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。【００４５】
ステップＳ１０８においては、現時点の機関負荷に対応した、通常燃焼時における吸入空気量の下限値Ｑａｍｉｎが設定される。該吸入空気量の下限値Ｑａｍｉｎと機関負荷との関係は実験等に基づいて予め求められており、ＥＣＵ２０にマップ又は関係式として記憶されている。【００４６】
次に、ステップＳ１０９において、エアフローメータ１４によって検出される吸入空気量Ｑａｉｒが、ステップＳ１０８にて設定された吸入空気量の下限値Ｑａｍｉｎよりも少ないか否かが判別される。ステップＳ１０９において、肯定判定された場合、次にステップＳ１１０の処理が実行され、否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。【００４７】
ステップＳ１１０においては、目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒｔの設定値が低下される。【００４８】
次に、ステップＳ１０６において、吸気のＥＧＲ率がステップＳ１０５にて低下された目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒｔとなるように、ＥＧＲ弁１３の開度が小さくされることで、吸気通路４に導入されるＥＧＲガス量Ｑｅｇｒが減少される。【００４９】
その後、ステップＳ１０９の処理が再度実行され、吸入空気量Ｑａｉｒが下限値Ｑａｍｉｎ以上となると本フローの実行が一旦終了される。【００５０】
本実施例によれば、通常燃焼時は、吸入空気量の下限値が設定され、吸入空気量が該下限値以上となるように吸気のＥＧＲ率が制御される。また、低温燃焼時は、吸入空気量の上限値が設定され、吸入空気量が該上限値以下となるように吸気のＥＧＲ率が制御される。これにより、通常燃焼時及び低温燃焼時のいずれにおいても、スモークの発生量が過剰に増加することを抑制することができる。【００５１】
尚、上記フローでは、低温燃焼時に吸入空気量Ｑａｉｒが上限値Ｑａｍａｘよりも多い場合は、ステップＳ１０４〜Ｓ１０６を繰り返すことで吸入空気量Ｑａｉｒを上限値Ｑａｍａｘ以下に制御した。しかしながら、この場合、吸入空気量Ｑａｉｒが上限値Ｑａｍａｘとなる吸気のＥＧＲ率を算出し、該算出されたＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率として、吸気通路４に導入されるＥＧＲガス量Ｑｅｇｒを制御してもよい。【００５２】
また、上記フローでは、通常燃焼時に吸入空気量Ｑａｉｒが下限値Ｑａｍｉｎよりも少ない場合は、ステップＳ１０９〜Ｓ１１１を繰り返すことで吸入空気量Ｑａｉｒを下限値Ｑａｍｉｎ以下に制御した。しかしながら、この場合も同様に、吸入空気量Ｑａｉｒが下限値Ｑａｍｉｎとなる吸気のＥＧＲ率を算出し、該算出されたＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率として、吸気通路４に導入されるＥＧＲガス量Ｑｅｇｒを制御してもよい。【００５３】
（変形例）
内燃機関１の運転状態が加速運転となったときに、加速前後での機関負荷の差が非常に大きい場合は、過給遅れが生じたとしても、吸入空気量が急激に増加する場合がある。そのため、低温燃焼時における加速運転時においても、吸入空気量が、スモークの発生量が許容範囲内となる上限値を超える場合がある。そこで、このような場合においても、上記減速運転時の制御と同様、吸入空気量が該上限値以下となるように吸気のＥＧＲ率を制御してもよい。【００５４】
＜実施例２＞
本発明の実施例２について図７，８に基づいて説明する。尚、ここでは、上記実施例１と異なる点についてのみ説明する。【００５５】
（各燃焼状態における混合気の空燃比）
図７は、内燃機関１における混合気の空燃比とスモークの発生量との関係を示す図である。図７において、横軸は混合気の空燃比Ｒｍを表しており、縦軸はスモークの発生量Ｑｓｍｏｋｅを表している。本実施例においては、通常燃焼時は、吸気のＥＧＲ率をスモークの発生量が最大となる割合よりも低い値に制御し、且つ、混合気の空燃比をスモークの発生量が最大となる割合よりも高い値に制御する。また、低温燃焼時は、吸気のＥＧＲ率をスモークの発生量が最大となる割合よりも高い値に制御し、且つ、混合気の空燃比をスモークの発生量が最大となる割合よりも低い値に制御する。尚、混合気の空燃比の制御は、吸気のＥＧＲ率と同様、吸気通路４に導入されるＥＧＲガス量をＥＧＲ弁１３によって制御することで実現することができる。【００５６】
（ＥＧＲ制御フロー）
ここで、本実施例に係るＥＧＲ制御のフローについて図８に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって所定の間隔で繰り返し実行される。尚、本フローは、図６に示すフローチャートにおけるステップＳ１０１をステップＳ２０１及びＳ２０２に置き換えたものである。そのため、ステップＳ２０１についてのみ説明し、その他のステップについの説明は省略する。【００５７】
本フローでは、ステップＳ２０１において、内燃機関１の混合気の空燃比Ｒｍを算出する。内燃機関１の混合気の空燃比Ｒｍは、エアフローメータ１４の検出値、吸気のＥＧＲ率及び内燃機関１での燃料噴射量等に基づいて算出することができる。尚、排気通路６に排気の空燃比を検出する空燃比センサが設けられている場合は、該空燃比センサの検出値に基づいて混合気の空燃比Ｒｍを推定してもよい。本実施例においては、該ステップＳ２０１の処理を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る空燃比取得手段に相当する。【００５８】
次に、ステップＳ２０２において、内燃機関１の混合気の空燃比Ｒｍが、スモークの発生量が最大となる空燃比Ｒｍ０より小さいか否かが判別される。ステップＳ２０２において肯定判定された場合、内燃機関１の燃焼状態は低温燃焼であると判断され、次にステップＳ１０２の処理が実行される。一方、ステップＳ２０２において否定判定された場合、内燃機関１の燃焼状態は通常燃焼であると判断され、次にステップＳ１０７の処理が実行される。【００５９】
本実施例では、上記のように、各燃焼状態における混合気の空燃比が制御されるため、該空燃比に基づいて内燃機関１の燃焼状態を判別することができる。【００６０】
尚、上記フローのステップＳ２０２において燃焼状態の判別に用いる空燃比の閾値は、必ずしも、スモークの発生量が最大となる空燃比Ｒｍ０でなくとてもよく、通常燃焼と低温燃焼との判別が可能な値であればよい。【００６１】
上記説明した各実施例は可能な限り組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１・・・内燃機関
４・・・吸気通路
５・・・インテークマニホールド
６・・・排気通路
７・・・エキゾーストマニホールド
８・・・ターボチャージャ
８ａ・・コンプレッサ
８ｂ・・タービン
９・・・スロットル弁
１１・・ＥＧＲ装置
１２・・ＥＧＲ通路
１３・・ＥＧＲ弁
１４・・エアフローメータ
２０・・ＥＣＵ２０
２１・・クランクポジションセンサ
２２・・アクセル開度センサ
２３・・吸気圧センサ
２４・・Ｏ２センサ
【図１】
2011055435.tif 000003
【図２】
2011055435.tif 000004
【図３】
2011055435.tif 000005
【図４】
2011055435.tif 000006
【図５】
2011055435.tif 000007
【図６】
2011055435.tif 000008
【図７】
2011055435.tif 000009
【図８】
2011055435.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月25日(2011.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気をＥＧＲガスとして吸気系に導入するＥＧＲ装置を備え、
吸気のＥＧＲ率をスモークの発生量が最大となる割合よりも高くすることで行なわれる低温燃焼又は通常燃焼のいずれかの燃焼状態を運転領域に応じて選択する内燃機関のＥＧＲ制御システムであって、
内燃機関の燃焼状態が低温燃焼であるときに、スモークの発生量が許容範囲内となる内燃機関の吸入空気量の上限値を機関負荷に応じて設定する上限空気量設定手段と、
内燃機関の燃焼状態が低温燃焼であって、内燃機関の運転状態が過渡運転であるときに、内燃機関の吸入空気量が前記上限空気量設定手段によって設定された上限値以下となるように、前記ＥＧＲ装置によって吸気系に導入されるＥＧＲガス量を制御することで吸気のＥＧＲ率を制御するＥＧＲ率制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御システム。
【請求項２】
内燃機関の吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段をさらに備え、
内燃機関の燃焼状態が低温燃焼であって、前記吸気圧力検出手段によって検出された吸気圧力が目標吸気圧力よりも高いときに、前記ＥＧＲ率制御手段による吸気のＥＧＲ率の制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ制御システム。
【請求項３】
内燃機関の混合気の空燃比を取得する空燃比取得手段をさらに備え、
低温燃焼時は混合気の空燃比を所定空燃比よりも低く制御し、通常燃焼時は混合気の空燃比を前記所定空燃比よりも高く制御し、
前記空燃比取得手段によって取得された混合気の空燃比が前記所定空燃比より低いときに、前記上限空気量設定手段によって内燃機関の吸入空気量の上限値を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のＥＧＲ制御システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
次に、ステップＳ１１１において、吸気のＥＧＲ率がステップＳ１１０にて低下された
目標ＥＧＲ率Ｒｅｇｒｔとなるように、ＥＧＲ弁１３の開度が小さくされることで、吸気通路４に導入されるＥＧＲガス量Ｑｅｇｒが減少される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
また、上記フローでは、通常燃焼時に吸入空気量Ｑａｉｒが下限値Ｑａｍｉｎよりも少ない場合は、ステップＳ１０９〜Ｓ１１１を繰り返すことで吸入空気量Ｑａｉｒを下限値Ｑａｍｉｎ以上に制御した。しかしながら、この場合も同様に、吸入空気量Ｑａｉｒが下限値Ｑａｍｉｎとなる吸気のＥＧＲ率を算出し、該算出されたＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率として、吸気通路４に導入されるＥＧＲガス量Ｑｅｇｒを制御してもよい。
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月21日(2012.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気をＥＧＲガスとして吸気系に導入するＥＧＲ装置を備え、
吸気のＥＧＲ率をスモークの発生量が最大となる割合よりも高くすることで行なわれる低温燃焼又は通常燃焼のいずれかの燃焼状態を運転領域に応じて選択する内燃機関のＥＧＲ制御システムであって、
内燃機関の燃焼状態が低温燃焼であるときに、スモークの発生量が許容範囲内となる内燃機関の吸入空気量の上限値を機関負荷に応じて設定する上限空気量設定手段と、
内燃機関の燃焼状態が低温燃焼であって、内燃機関の運転状態が低温燃焼領域内での過渡運転であるときに、内燃機関の吸入空気量が前記上限空気量設定手段によって設定された上限値以下となるように、前記ＥＧＲ装置によって吸気系に導入されるＥＧＲガス量を制御することで吸気のＥＧＲ率を制御するＥＧＲ率制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする内燃機関のＥＧＲ制御システム。
【請求項２】
内燃機関の吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段をさらに備え、
内燃機関の燃焼状態が低温燃焼であって、前記吸気圧力検出手段によって検出された吸気圧力が目標吸気圧力よりも高いときに、前記ＥＧＲ率制御手段による吸気のＥＧＲ率の制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ制御システム。
【請求項３】
内燃機関の混合気の空燃比を取得する空燃比取得手段をさらに備え、
低温燃焼時は混合気の空燃比を所定空燃比よりも低く制御し、通常燃焼時は混合気の空燃比を前記所定空燃比よりも高く制御し、
前記空燃比取得手段によって取得された混合気の空燃比が前記所定空燃比より低いときに、前記上限空気量設定手段によって内燃機関の吸入空気量の上限値を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のＥＧＲ制御システム。
【国際調査報告】
2011055435.tif 000011
2011055435.tif 000012